Sobre o tema
A relação entre pressão e temperatura de um gás ideal a volume constante é descrita pela Lei de Charles e Gay-Lussac: a pressão é diretamente proporcional à temperatura absoluta. Esse princípio é fundamental em termodinâmica e explica fenômenos cotidianos, como a variação da pressão dos pneus com a temperatura. Durante uma viagem, os pneus se aquecem, aumentando a pressão interna. Ao resfriar, a pressão diminui proporcionalmente, desde que o volume permaneça constante. Essa relação linear (P ∝ T) é representada por uma reta que passa pela origem no gráfico pressão versus temperatura, considerando a escala Kelvin.
Tópicos relacionados
- Lei de Charles e Gay-Lussac
- Gás ideal e equação de Clapeyron
- Transformação isovolumétrica (isocórica)
- Pressão absoluta e temperatura absoluta
- Termometria e escalas de temperatura
Enunciado
O manual de um automóvel alerta sobre os cuidados em relação à pressão do ar no interior dos pneus. Recomenda-se que a pressão seja verificada com os pneus frios (à temperatura ambiente). Um motorista, desatento a essa informação, realizou uma viagem longa sobre o asfalto quente e, em seguida, verificou que a pressão P zero no interior dos pneus não era a recomendada pelo fabricante. Na ocasião, a temperatura dos pneus era T zero. Após um longo período em repouso, os pneus do carro atingiram a temperatura ambiente T. Durante o resfriamento, não há alteração no volume dos pneus e na quantidade de ar no seu interior. Considere o ar dos pneus um gás perfeito (também denominado gás ideal).
Durante o processo de resfriamento, os valores de pressão em relação à temperatura (P versus T) são representados pelo gráfico:
Alternativas
- A)
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- B)
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- C)
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- D)
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- E)
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Perguntas frequentes
Por que a pressão dos pneus aumenta quando eles esquentam?
De acordo com a lei dos gases ideais, a volume constante, a pressão é diretamente proporcional à temperatura absoluta. Com o aquecimento, a energia cinética das moléculas aumenta, elevando a pressão.
Qual a diferença entre as escalas Celsius e Kelvin nesse contexto?
A lei dos gases ideais exige temperatura absoluta (Kelvin). A relação linear P vs T só é válida em Kelvin. Em Celsius, a reta não passa pela origem, pois 0°C equivale a 273,15 K.
O que é uma transformação isocórica?
É uma transformação termodinâmica em que o volume do gás permanece constante. Nela, a pressão e a temperatura absoluta variam de forma diretamente proporcional.